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Interferometria acoplada a grade (GCI)

Aproveite os benefícios da revolução nos estudos de interações biomoleculares

Projetado com base em uma tecnologia patenteada de Interferometria acoplada a grade (GCI) para oferecer dados com qualidade aprimorada a partir da análise de interação biomolecular sem marcadores, o WAVE da Creoptix se baseia em Interferometria de guia de onda para obter uma resolução superior em sinal e tempo em comparação com a tradicional Ressonância plasmática de superfície. Com isso, os pesquisadores podem medir de forma rápida e precisa as taxas cinéticas, determinar constantes de afinidade e monitorar até mesmo as concentrações de analitos interagentes de baixa abundância em amostras brutas, como biofluídos. Com flexibilidade incomparável e alta sensibilidade, o WAVE leva a quantificação sem marcadores a um universo de aplicações totalmente novo, revolucionando o estudo das interações biomoleculares.

GCI é nosso método de caracterização biofísica de ponta, disponível comercialmente desde 2015 na família WAVE de dispositivos laboratoriais.

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GCI vs. Interferometria de guia de onda e SPR

Nosso design patenteado de Interferometria acoplada a grade explora e aprimora os benefícios intrínsecos da Interferometria de guia de onda para ultrapassar os níveis de sensibilidade da Ressonância plasmática de superfície. Assim como a Interferometria de guia de onda, o campo evanescente penetra com menos profundidade a amostra e estende o tamanho da interação luz-amostra para melhorar as relações sinal-ruído (<0,01 pg/mm2). 

No entanto, o esquema de leitura de GCI da Creoptix tem a vantagem de que o interferograma é criado no domínio do tempo e dentro da guia de onda, em vez de ser projetado em uma câmera CCD. Medir as alterações no índice de refração na superfície do sensor como sinais de mudança de fase dependentes do tempo proporciona uma leitura mais consistente se comparada à clássica Interferometria de guia de onda ou à Ressonância plasmática de superfície, independentemente das variações na temperatura ou vibrações, o que se traduz em uma resolução superior no sinal e no tempo.

Tabela de comparação entre as tecnologias GCI, BLI e SPR

Interferometria acoplada a grade (GCI) Ressonância plasmática de superfície (SPR) Interferometria de biocamada (BLI)
Gama de aplicações mais ampla
Adequada a uma variedade de moléculas que vão desde massas moleculares baixas a altas, purificadas ou brutas.		 Sim
Adequada a fragmentos, pequenas moléculas, peptídeos, proteínas, vírus, sobrenadantes de culturas celulares, soros, lisados celulares		 Não
Adequada a pequenas moléculas, peptídeos (adequação limitada para fragmentos, vírus, sobrenadantes de culturas celulares, soros, lisados celulares)		 Não
Adequada a sobrenadantes de culturas celulares, soros, lisados celulares (adequação limitada para peptídeos, proteínas, vírus)
Meça os aglutinantes mais fracos
Capacidade de medir a cinética com taxas de dissociação rápidas graças à rápida fluídica e a altas taxas de aquisição.		 Sim
Taxas de dissociação de até kd=10 s-1		 Não
Taxas de dissociação de até kd=1 s-1		 Não
Taxas de dissociação de até kd=0,1 s-1
Meça os aglutinantes mais rigorosos
Capacidade de medir com precisão a cinética, mesmo em aglutinantes rigorosos e taxas de associação rápidas.		 Sim
Medição em condições de fluxo		 Sim
Medição em condições de fluxo		 Não
Medição em condições com difusão limitada (sem microfluídicos)
Baixa manutenção do sistema
Pouco tempo de inatividade devido a manutenções ou reparos inesperados.		 Sim
Microfluídicos sem entupimento		 Não
Microfluídicos tradicionais		 Sim
Sem microfluídicos

Perguntas frequentes

Vantagens da Interferometria de guia de onda em relação à Ressonância plasmática de superfície
Assim como a Ressonância plasmática de superfície, a Interferometria de guia de onda também mede as alterações no índice de refração na superfície de um sensor. No entanto, em contraste com a tradicional Ressonância plasmática de superfície, a luz na Interferometria de guia de onda pode percorrer toda a extensão da amostra. Isso permite que mais eventos de ligação contribuam com o sinal geral, o que confere à Interferometria de guia de onda uma sensibilidade primária intrinsecamente superior nas análises de interação sem marcadores, em especial quando combinada a uma leitura interferométrica para converter a mudança de fase do modo de guia de onda em um padrão de intensidade. Outra vantagem da Interferometria de guia de onda sobre a Ressonância plasmática de superfície é que o campo evanescente penetra menos profundamente na amostra. Isso minimiza o distúrbio causado por alterações no índice de refração em massa e aumenta a relação sinal-ruído.

As interações moleculares são detectadas como alterações no índice de refração dentro de um campo evanescente (laranja). Isso provoca mudança de fase do feixe na guia de onda e, portanto, uma interferência em um feixe de referência projetado em paralelo em uma tela.

Como a Interferometria acoplada a grade (GCI) difere da Interferometria de biocamada (BLI)?
Embora tanto a Interferometria acoplada a grade (GCI) quanto a Interferometria de biocamada (BLI) funcionem com o uso de interferência para medir alterações no índice de refração em uma camada fina acima da superfície do sensor, elas são duas tecnologias completamente diferentes. A GCI, a tecnologia usada no sistema WAVEsystem da Creoptix, mede o efeito das alterações no índice de refração em uma onda evanescente gerada pela luz que atravessa a guia de onda no sensor. Essas alterações no índice de refração afetam a fase da luz que percorre a guia de onda; e a interferência com um feixe de luz de referência (portanto, interferometria) é necessária para medir a mudança de fase de forma confiável e precisa. Por outro lado, a BLI analisa o padrão de interferência da luz branca refletida a partir de duas superfícies: uma camada de proteína imobilizada na ponta do biossensor, e uma camada de referência interna. Qualquer alteração no número de moléculas ligadas à ponta do biossensor pode causar uma mudança no padrão de interferência que pode ser medida em tempo real como um aumento na espessura óptica na ponta do biossensor. Isso resulta em uma mudança no comprimento de onda no padrão de interferência.
A Interferometria acoplada a grade (GCI) pode detectar mudanças conformacionais?
Hipoteticamente, o WAVEsystem da Creoptix pode detectar mudanças conformacionais, desde que essas mudanças contribuam o suficiente com uma alteração no índice de refração. O software WAVEcontrol também oferece suporte a modelos de interação adequados que levam em conta as mudanças conformacionais. Apesar disso, as mudanças conformacionais são difíceis de inferir se baseadas unicamente em dados cinéticos do WAVE da Creoptix ou em dados de SPR. Isso ocorre porque as mudanças conformacionais raramente são um processo em uma única etapa, ou seja, os modelos que se ajustariam perfeitamente aos dados cinéticos seriam extremamente complicados para inspirar confiança total. Além disso, as mudanças conformacionais podem gerar respostas inesperadas (por exemplo, curvas negativas) devido à reorganização da superfície, o que pode ser extremamente difícil de analisar e quantificar com consistência. Recomendamos realizar a validação ortogonal de qualquer mudança conformacional suspeita e garantir que a análise cinética seja o mais simples possível, por exemplo, analisando as diferenças cinéticas entre mutantes funcionais.
As técnicas de captura e imobilização de ligantes usadas para SPR/BLI também são adequadas para GCI?
Sim, técnicas de imobilização padrão, como acoplamento de amina, captura de Ni-NTA e captura de estreptavidina-biotina, também estão disponíveis para o WAVEsystem da Creoptix em superfícies de policarboxilato; superfícies de dextrano podem ser fornecidas mediante solicitação. Além disso, há uma ampla variedade de outros métodos de imobilização, dentre eles, as interações lipídicas ou a captura de proteína A/G. Uma visão geral das superfícies disponíveis (WAVEchips®) pode ser encontrada aqui.
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